Cơ cấu di chuyển xe lăn và cầu lăn

Cơ cấu di chuyển xe lăn và cầu lăn 3.1 Cơ cấu di chuyển xe lăn. Xe lăn di chuyển trên hai dầm, cơ cấu di chuyển xe lăn lắp trực tiếp trên xe lăn. Kết cấu cơ cấu di chuyển xe lăn gồm 01 bộ truyền động tạo chuyển động cho bánh xe. Xe lăn có kích thớc là 3m x 4m, do các dầm thép liên kết thành khung hộp cứng, mặt trên phủ tôn chống trơn dày 5 mm làm bề mặt lắp đặt các cơ cấu, bụng xe có gia cờng để bắt gối và bánh xe di chuyển. Hình 3-1. Sơ đồ cơ cấu xe lăn 3.1.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của cơ cấu di chuyển xe lăn. a. Cấu tạo của cơ cấu di chuyển xe lăn. Cơ cấu di chuyển xe lăn gồm : - Động cơ điện. - Hộp giảm tốc. - Phanh điện thủy lực. - bánh xe. b. Nguyên lý hoạt động của cơ cấu di chuyển xe lăn. Đóng điện cho động cơ di chuyển hoạt động, phanh điện thủy lực mở ra, động cơ quay truyền chuyển động sang hộp giảm tốc thông qua bộ khớp nối và bánh xe lắp cố định trên trục quay kéo theo xe lăn chuyển động. 3.1.2 Sơ đồ động học của cơ cấu di chuyển xe lăn. 1. Động cơ điện. 2. Khớp nối. 3. Phanh. 4. Hộp giảm tốc. 5. Bánh xe. 6. Ray vuông P = 45x45 7. Cỡ đờng S = 2000 mm Hình 3-2. Sơ đồ cơ cấu xe lăn 3.1.3 Tính toán cơ cấu di chuyển xe lăn. Tải trọng vật nâng Q = 7 (tấn) = 70000 (N) Trọng lợng bộ phận mang tải và xe lăn (có hàng) Q 0 = 16 (tấn) = 160000 (N) Tốc độ di chuyển xe lăn v x = 90 m/ph. Xe lăn chạy trên hai dầm trên xe lăn ngoài cơ cấu di chuyển còn có cơ cấu nâng. Động cơ đợc lắp trên xe lăn, 4 bánh xe lắp dới khung xe, trong đó có 2 bánh chủ động và 2 bánh bị động, do đó hộp giảm tốc phải đặt nghiêng 0 = 75 0 3.1.3.1 Bánh xe và ray xe lăn. a. Bánh xe. Trên cơ cấu di chuyển xe lăn là loại bánh xe hình trụ có hai gờ. Tuổi thọ của bánh xe chủ yếu phụ thuộc và độ rắn bề mặt làm việc của chúng, do đó sử dụng bánh xe làm bằng thép có bề mặt làm việc đợc nhiệt luyện đến độ cứng trên bề mặt HRC = 35 - 45. Hình 3-3. Sơ đồ bánh xe di chuyển xe lăn và ray chuyên dùng Bánh xe đặt trên trụ quay có hộp trục và ổ bi. b. Ray. Đờng ray dẫn hớng th- ờng dùng loại ray vuông, bề rộng mặt bánh xe phải lớn hơn bề rộng của ray để tránh tình trạng gây ma sát quá lớn giữa gờ bánh xe với mép ray do hiện tợng cong vênh đơng hay biến dạng bộ truyền động xe lăn. Hình 3-4. a. Sơ đồ cơ cấu ray xe lăn b. Sơ đồ bố trí bánh xe chạy trên ray c. Kiểm tra ứng suất tiếp xúc giữa bánh xe với mặt đờng ray. Tải trọng do trọng tải vật nâng và tải trọng do xe lăn đợc phân bố trên bốn bánh xe A, B, C, D. 40000 4 160000 4 Q K 0 max === N Với sức nâng 7 tấn, tốc độ di chuyển v x = 90 m/ph chọn bánh xe có hai gờ, đờng kính bánh D bx = 300 (mm), đờng kính ngõng trục d = 70(mm), bánh xe chạy trên hai ray vuông chuyên dùng. Bánh đợc chế tao bằng thép có : [ ] tx 0 21max tx Rb CCK 600 = Trong đó : K max - Tải trọng lớn nhất tác dụng lên bánh xe K max = 40000 N C 1 - Hệ số chú ý đến chế độ làm việc của cơ cấu nâng C 1 = 1,4 C 2 - Hệ số phụ thuộc vào tốc độ di chuyển C 2 = 1+ 0,02 v v x là tốc độ di chuyển của xe lăn m/s, v x = 1,5 (m/s) C 2 = 1 + 0,02. 1,5 = 1,03 R - Bán kính bánh xe. R = 15 (cm) b 0 - Bề rộng sử dụng của ray b 0 = 4 (cm) [ tx ] - ứng suất tiếp xúc cho phép. 10603 15.4 03,1.4,1.40000 600 tx == (N/cm 2 ) Bánh xe chế tạo bằng thép đúc 55, độ cứng HB = 350 ữ 450, bánh xe trụ có ứng suất tiếp xúc [ tx ] = 75000 (N/cm) tx [ tx ] 3.1.3.2 Lực cản chuyển động của xe lăn di chuyển. Xe lăn di chuyển phải thắng các lực cản do ma sát, do độ dốc của đờng ray và do sức cản của gió. W t = W 1 + W 2 + W 3 (N) Lực cản do ma sát. bx 0 ms D )fd2(Q W +à = (N) Trong đó : Q 0 - Trọng tải toàn bộ xe lăn và bộ phận mang tải khi có tải Q 0 = 160000 N d - Đờng kính ngõng trục d = 70 mm f - Hệ số ma sát tại ổ lăn của bánh xe f = 0,02 à - Hệ số ma sát lăn của bánh xe với đờng ray à = 0,1 D bx - Đờng kính bánh xe D bx = 300 mm 853 300 )70.02,01,0.2.(160000 W ms = + = N Khi kể đến ma sát của hai gờ bánh xe với mép đờng ray W 1 = k. W ms k - Hệ số ma sát gờ bánh xe với mép đờng ray k =2 W 1 = 2. 853 = 1706 N Lực cản do độ dốc của đờng ray W 2 Độ dốc đờng ray cho phép lắp đặt = 0,2 % W 2 = Q 0 . = 160000. 0,002 = 320 N Do đặc thù của cổng trục là làm việc ngoài bến cảng áp lực của dó lớn. áp lực gió bằng hệ số cản gió nhân với khối lợng cản gió. W 3 = 100N/tấn = 100. 16 = 1600 N Tổng cản : W t = W 1 +W 2 + W 3 = 1706 + 320 +1600 = 3626 N 3.1.3.3 Lựa chọn động cơ cho cơ cấu di chuyển xe lăn. Công suất động cơ di chuyển xe lăn. 0 x CĐ .1000.60 Wv N = (KW) Trong đó : W - Tổng lực cản W = 3620 N v x - Tốc độ di chuyển xe lăn v x = 90m/ph 0 - Hiệu suất bộ truyền động 0 = 0,85 4,6 85,0.1000.60 90.3626 .1000.60 Wv N 0 x CĐ == = KW Tần số quay của bánh xe dẫn xe lăn. bx x x D v n = (v/ph) Trong đó : v x - Tốc độ di chuyển của xe lăn v x = 90 m/ph D bx - Đờng kính của bánh xe D bx = 0,3 m 5,95 3,0.14,3 90 D v n bx x x == = v/ph Căn cứ và công suất tính toán lựa chọn động cơ điện có các thông số kỹ thuật : Động cơ kiểu M T - 31 - 6 Công suất danh nghĩa N = 8,8 KW Số vòng quay n = 962 v/ph Mô men cực đại M mzx = 31 Nm Mô men đà (G i D i 2 ) roto = 10,5 Nm Trọng lợng m = 2180 N Tỷ số bộ truyền động. 07,10 5,95 962 n n i x CĐ 0 === 3.1.3.4 Kiểm tra động cơ theo mô men mở máy. Trong thời kỳ mở máy động cơ phải khắc phục M t do ma sát, ngoài ra phải khắc phục quán tính các khối lợng chuyển động thẳng M đ và quán tính khối lợng chuyển động quay M đ . Mô men mở máy cơ cấu di chuyển xe lăn. M m = M t + M đ + M đ , Nm Mô men cản tĩnh để khắc phục sức cản của xe lăn M t . 00 bx1 t .i.2 D.W M = Trong đó : W 1 - Lực cản do ma sát W 1 = 1706 N D bx - Đờng kính của bánh xe D bx = 0,3 m i 0 - Tỷ số bộ truyền động i 0 = 10,07 0 - Hiệu suất bộ truyền 0 = 0,85 89,29 85,0.07,10.2 .3,0.1706 .i.2 D.W M 00 bx1 t == = Nm Mô men cản động của khối lợng quán tính các bộ phận tham gia chuyển động tịnh tiến (khối lợng vật nâng, khối lợng cơ cấu di chuyển) M đ 0m 2 0 dc 2 bx1 , d .t.i.375 n.D.Q M = Trong đó : t m - Thời gian mở máy của động cơ thờng t m = 1ữ2 s Q 1 -Trọng lợng của xe hàng khi không có hàng Q 1 =90000 N 241 85,0.1.)07,10.(375 962)3,0.(90000 .t.i.375 n.D.Q M 2 2 0m 2 0 dc 2 bx1 , d == = Nm Mô men cản động do khối lợng quán tính tham gia chuyển động quay gây ra và đ- ợc hoán vị về trục động cơ M đ . m dc1 2 ii '' d t.375 n.)DG( M = Trong đó : n đc - Số vòng quay của động cơ. = 1,2 (G i D 2 i ) 1 = (G i D 2 i ) roto + (G i D 2 i ) kn (G i D 2 i ) roto - Mô men đà do ro to của động cơ (G i D 2 i ) roto = 10,5 Nm 2 (G i D 2 i ) kn - Mô men đà do khớp nối của động cơ (G i D 2 i ) kn = 5,78 Nm 2 (G i D 2 i ) 1 = 10,5 + 5,78 = 16,28 Nm 2 50 1.375 962.28,16.2,1 t.375 n.)DG( M m dc1 2 ii '' d == = Nm Mô men mở máy : M m = M t + M đ + M đ = 29,89 + 241 +50 = 320,89 Nm Mô men danh nghĩa của động cơ. 87 962 8,8.9550 n N.9550 M dc dc dn === Nm Mô men mở máy của động cơ. 2 M1,1M)5,28,1( M dndn mdc +ữ = Nm 2,126 2 87.8,2 2 M.9,2 2 M1,1M8,1 M dndndn minmdc === + = Nm 157 2 87.6,3 2 M6,3 2 M1,1M5,2 M dndndn maxmdc === + = Nm M mđcmax > M mđcmin > M mđcdn 3.1.3.5 Phanh cơ cấu di chuyển xe lăn. Trong cơ cấu di chuyển xe lăn phanh thờng đợc đặt ở trục thứ nhất (trục động cơ). khi tắt động cơ lực quán tính tiếp tục làm xe lăn di chuyển, còn lực cản do ma sát sẽ cản trở chuyển động của nó tức là giúp phanh làm việc. Do đó mô men phanh sẽ đợc tính. M p = -M t + M đ + M đ Tính toán kiểm tra cơ cấu di chuyển xe lăn là xác định mô men phanh trong trờng hợp xe không mang tải. Xác định thời gian phanh khi không mang tải và khi có tải sau đó tiến hành kiểm tra quãng đờng phanh. Có thể lựa chọn thời gian phanh khi xe không mang tải phụ thuộc vào tỷ số bánh xe đợc trang bị phanh trên tổng số bánh xe trên cơ cấu lăn và hệ số dính bám giữa ray với bánh xe dẫn, thì gia tốc phanh a 0 p = 0,75 m/s 2 . Số bánh xe có trang bị phanh chiếm 50% và hệ số dính bám = 0,2 thì thời gian phanh khi không có tải 2 75,0.60 90 a60 v t 0 P x 0 P === s Trên xe lăn có trang bị phanh trên 2 bánh xe dẫn của trục thứ nhất chiếm 50% tổng số bánh xe của xe lăn. Mô men phanh M p = - M t + M đ + M đ Tức là : 00 bx ' 0 0 P dc1 2 ii 0 P 2 0 0dc 2 bx1 P i.2 DW t.375 n)DG( t.i.375 .n.D.Q M + = bx 1 ' 0 D )fd2(Q W +à = Q 1 - Trọng lợng xe lăn khi không có hàng Q 1 = 90000 N 480 300 )70.02,01,0.2(90000 D )fd2(Q W bx 1 ' 0 + = +à = N Mô men phanh : 104 85,0).07,10.(2 3,0.480 2.375 962).28,16.(2,1 2.)07,10.(375 962.85,0.)3,0.(90000 M 2 2 P =+= Nm Chọn phanh có [M p ] = 300 Nm > [M p tt ] = 104 Nm Kiểu phanh điện thủy lực TKG - 200 Mô men phanh 300 mm Đờng kính bánh phanh 200 mm Khối lợng phanh 34,2 kg Kiểm tra thời gian phanh khi xe lăn mang trọng tải vật nâng. )MM.(375 n)DG( i).MM.(375 .n.D).QQ( t ' tP dc1 2 ii 2 0 ' tP 0dc 2 bx1 P + + + + = 15 85,0.07,10.2 3,0.853 .i.2 D.W M 00 bxms ' t == = Nm 3 )15104.(375 962.28,16.2,1 )07,10).(15104.(375 85,0.962.)3,0).(9000070000( t 2 2 P = + + + + = s Gia tốc phanh xe lăn khi mang tải vật nâng. 5,0 3.60 90 t.60 v a P x P === m/s 2 Kiểm tra quãng đờng phanh khi biết tốc độ xe lăn và thời gian phanh khi có hàng. Quãng đờng phanh S p khi phanh một nửa số bánh xe. 62,1 5000 90 5000 )ph/m(v S 2 2 x P == m mà 2 t.v S Px P = v x - Tốc độ di chuyển xe lăn m/s, v x = 1,5 m/s t p - Thời gian phanh khi xe có tải, t p = 3 s 25,2 2 3.5,1 2 t.v S Px P === m [...]... của cơ cấu di chuyển xe lăn (Bảng 3-1) Tốc độ di chuyển xe lăn m/ph 90 m/ph Đờng kính bánh xe mm 300 mm Động cơ Kiểu MT-31-6 Công suất Kw 8,8 kw Tốc độ v/ph 962 v/ph Hộp giảm tốc Kiểu Bánh răng trụ Tỷ số truyền Phanh Mô men phanh Đờng kính bánh phanh 3.2 Cơ cấu di chuyển cầu lăn 10,07 TKG-200 300 Nm 200 mm Hình 3-6 Sơ đồ cơ cấu di chuyển cầu lăn 7 tấn Cơ cấu di chuyển cổng trục gồm 4 cụm chân bánh xe, ... Nm Nm 3.2.2.6 Phanh cơ cấu di chuyển cầu lăn Trong cơ cấu di chuyển cầu lăn số bánh xe dẫn động chiếm 50% tổng số bánh xe cầu lăn, với hệ số bám dính giữa bánh xe dẫn với mặt đờng ray = 0,2, gia tốc phanh a0p = 0,75 m/s Thời gian phanh của cơ cấu di chuyển cầu lăn t0 = p vc 20 = = 0,44 60.a 0 60.0,75 p s Phanh đợc lắp trong trục động cơ và mô men phanh đợc tính cho trờng hợp cầu lăn không mang Q 2 D... Bánh xe di chuyển Hình 3-7 Sơ đồ cơ cấu dẫn động cầu lăn c Nguyên lý làm việc Đóng điện cho cơ cấu di chuyển cầu lăn hoạt động, phanh thủy lực mở ra động cơ quay, thông qua bộ khớp nối chuyển động quay đợc truyền sang hộp giảm tốc, trục ra của hộp giảm tốc quay kéo theo bánh răng và vành răng quay Cổng trục sẽ di chuyển sang phải và sang trái tùy ngời điều khiển 3.2.2 Tính toán cơ cấu di chuyển cầu lăn. .. cho cơ cấu di chuyển cầu lăn và xe lăn vận hành tin cậy Trong trờng hợp mặt đờng ray ẩm ớt và điều kiện môi trờng xấu thì xe lăn và cầu lăn vẫn có thể làm việc bình thờng Những vấn đề tính toán đã tờng minh Chơng 4 Kết cấu kim loại cổng trục 4.1 Mô tả kết cấu kim loại cổng trục gầu ngoạm 7 tấn và các kích thớc hình học 4.1.1 Mô tả kết cấu kim loại của cổng trục gầu ngoạm 7 tấn Hình 4-1 Sơ đồ kết cấu. .. lợng xe lăn khi không mang tải Q1 = 9 tấn = 90000N Trọng lợng cổng trục khi di chuyển Q2 = 126 tấn = 1260000 N Tốc độ di chuyển của cổng trục vc = 20 m/ph Khẩu độ ray L = 40 m Chế độ làm việc CĐ = 40 % 3.2.2.1 Bánh xe và ray cầu lăn a Bánh xe Chọn bánh xe hình trụ có ha gờ, vật liệu làm bánh xe là thép đã đợc nhiệt luyện đạt độ cứng bề mặt HRC = 35 ữ 40 b Ray Ray dùng cho cơ cấu di chuyển cầu lăn là... suất danh nghĩa của động cơ Nđc = 17,5 KW Tốc độ động cơ n = 728 v/ph Mô men đà (GiDi2)roto = 44 Nm2 Khối lợng của động cơ m = 435 kg Do cơ cấu di chuyển cổng trục cơ 4 cụm chân (2 cụm chủ động, 2 cụm bị động) với công suất danh nghĩa 17,5 KW, chọn 2 động cơ cho cơ cấu di chuyển cổng trục, mỗi động cơ có công suất 8,8 KW 3.2.2.4 Tỷ số bộ truyền động Tần số quay bánh xe dẫn cầu lăn n bx = vc 20 = = 12,74... 34121 N 3.2.2.3 Lực chọn động cơ Công suất động cơ điện cho cơ cấu di chuyển cầu lăn N ĐC = Wt v c 60.1000 KW Trong đó : Wt Tổng sức cản tĩnh N vc Tốc độ di chuyển cầu lăn m/ph - Hiệu suất bộ truyền động Công suất cần thiết của động cơ N ĐC = Wt v c 34121.20 = = 13,4 60.1000 60.1000 0,85 KW Với chế độ làm việc nặng và công suất tính toán, lựa chọn động cơ điện cho cầu lăn với các đặc tính kỹ thuật... cụm chủ động và hai cụm bị động Các cụm di chuyển liên kết với chân cổng trục thông qua các khớp bản lề nhằm tạo cho bánh xe luôn tiếp xúc với đờng ray Trên 4 cụm bánh xe chân cổng trục đợc lắp 02 bộ kẹp ray để giữ cổng trục khỏi bị trôi do gió giật và 02 thiết bị neo giữ cẩu khi có gió bão 3.2.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của cơ cấu di chuyển cầu lăn a Cấu tạo (cụm chủ động) 1 Động cơ điện 2 Phanh... Cổng trục sức nâng 7 tấn, tốc độ di chuyển vc =20 m/ph, CĐ = 40%, lựa chọn bánh xe có 2 gờ với các thông số : Hình 3-5 Bộ bánh xe di chuyển cầu lăn - Đờng kính bánh xe D = 500mm - Đờng kính gờ bánh xe D1 = 550 mm - Bề rộng bánh xe Br = 60 mm - Đờng kính ngõng trục d = 100 mm c Kiểm tra ứng suất tiếp xúc giữu bánh xe với mặt đờng ray Đối với bánh xe hình trụ, ray phẳng Bánh xe đợc chế tạo bằng thép tx... rộng vành răng b = 29,3 mm Tỷ số truyền ih = 1,17 Số răng z1 = 40 ; z2 = 47 3.2.2.8 Các thông số kĩ thuật của cơ cấu di chuyển cầu lăn (Bảng 3-2) Tốc độ di chuyển của cầu trục 20 m/ph Đờng kính bánh xe 500 mm Động cơ điện Công suất (kw) 8,8 kw x 2 cái Tốc độ (v/ph) 728 v/ph Hộp giảm tốc Kiểu PM 350 Tỷ số truyền 48,57 Bộ truyền hở Tỷ số truyền 1,17 Số răng z1 =40 ; z2 = 47 Môđun 3 mm Chiều rộng vành . Cơ cấu di chuyển xe lăn và cầu lăn 3.1 Cơ cấu di chuyển xe lăn. Xe lăn di chuyển trên hai dầm, cơ cấu di chuyển xe lăn lắp trực tiếp trên xe lăn. Kết cấu. các cơ cấu, bụng xe có gia cờng để bắt gối và bánh xe di chuyển. Hình 3-1. Sơ đồ cơ cấu xe lăn 3.1.1 Cấu tạo và nguyên lý làm việc của cơ cấu di chuyển xe